Дишење - биологија
Под дишење (лат.: Респирацио) Вообичаено, разбирање на активноста на белите дробови (вентилација). Во поширока смисла, сепак, се разбира од дишење сите придружни процеси, бидејќи е потребно кислородот во воздухот да се шири низ внатрешната површина на белите дробови, да се пренесува до ткивата и клетките со помош на крв, а јаглерод диоксидот од клетките и ткивата да се пренесува преку крвта до белите дробови и конечно да се издише.
Во биологијата, терминот е уште посеопфатен: сите процеси од апсорпција на супстанција што може да се намали (во аеробите е кислород, О2), нејзин транспорт до целните клетки, негово намалување со помош на респираторниот ланец (краен производ во случај на аеробно дишење: вода), Складирањето на што поголем дел од ослободената енергија во форма на хемиски високоенергетски биомолекули (претежно АТП) и ослободувањето (издишувањето) на јаглерод диоксид (распаѓачки производ на органски материи) се сметаат како дел од дишењето. Во оваа смисла може да се формулира во општи термини: дишење е оксидација на супстанција богата со енергија (редуктант), на пример, гликоза, со редукција на надворешна супстанција што го прифаќа електронот (оксиданс, на пример кислород), при што (голем) дел од енергијата ослободена од оваа реакција на оксидација е хемиски зачувана преку синтеза на молекули со висока енергија.
Респираторниот систем е организиран на специфичен вид на вид: цицачите, на пример, не можат да дишат вода, рибите не можат да дишат воздух. Причината за второто е што жабриштата на жабри, кои се шират низ водата, се сушат во воздухот и се лепат заедно, при што размената на гасови преку мошне деликатната површина за размена доаѓа до застој. Од друга страна, водата што продира во алвеолите може да се издише само со тешкотии против влијанието на гравитацијата поради неговата висока специфична тежина во споредба со воздухот, и на крајот содржината на кислород во водата е значително помала од онаа на нормалниот воздух и се јавува задушување.
Внатрешно и надворешно дишење
Во биологијата, според анатомски/физиолошки и биохемиски аспекти, надворешен од внатрешен Дишење (клеточно дишење) диференцирано:
Внатрешно дишење
Кога внатрешно дишење или Клеточно дишење се нарекуваат оние метаболички процеси, кои служат за енергетска добивка на клетките. Особено, ова значи биохемиски процеси на респираторниот ланец во внатрешната мембрана на митохондриите, на крајот на кој се синтетизира АТП.
Надворешно дишење
Надворешното дишење се јавува само кај аеробите, бидејќи анаеробите не се организирани како повеќеклеточни клетки. Се прави разлика помеѓу следниве компоненти, што исто така може да се појави во комбинација.
- Дишење преку кожата, во која се одвива размената на гасови со вода или со земјината атмосфера низ целата површина на телото.
- Дишење на жабри, во кое размената на гасови со вода се одвива преку тенки, перфузирани протеини на кожата, жабри. Се јавува кај многу без'рбетници, вклучувајќи копнени животни и кај риби.
- Трахеално дишење преку тубуларни инвагинации на кожата на телото. Го има кај инсектите, милипедите и кај некои пајаци.
- Белите дробови: Кислородот се ослободува од алвеолите до капиларите и јаглерод диоксид се ослободува од капиларите до алвеолите. Се јавува, на пример, кај полжави што дишат во белите дробови и кај водоземци, влекачи, птици и цицачи (вклучително и луѓе).
- Размена на гасови помеѓу растенијата за време на фотосинтезата преку стомаците.
- Дишење на пластрон или „физичка жабри“.
- Распределба на гасовите до целните клетки во респираторната течност (крв или лимфа), најмногу со вектори за транспорт на кислород (хемоглобин или хемоцијанин), делумно клеточни (еритроцити).
Размена на гасови
Размената на гас се споменува само во случај на гасовити подлоги, т.е. не во случај на дишење, железо, нитрат, фумарат или сулфур.
Размената на гас секогаш се одвива првенствено преку дифузија. Ова е процес во физиката во кој супстанциите се распределуваат просторно: од области со висока концентрација се шират во области со помала концентрација се додека, идеално, истата концентрација не преовладува насекаде). Размената преку граничен слој (во биологија: мембрана) бара пропустливост за овие супстанции што е можно попречено. Покрај тоа, со цел да се олесни размената, од суштинско значење е да се има што е можно поголема површина на мембраната.
Во повеќеклеточните диференцирани организми, специјалните органи често се одговорни за размена на гасови, како дел од надворешното дишење.
Фактори кои влијаат на размената на гас:
- Пропустливост на мембраната за супстанциите што треба да се разменуваат
- Област на мембраната
- Дебелина на мембраната (= патека на дифузија)
- Температурата влијае на брзината на молекулите во супстанциите што треба да се разменуваат
- Разлика во концентрацијата во двата простори одделени со мембраната: колку е поголема разликата, толку побрзо се одвива пасивната размена на гасови.
Аеробно и анаеробно дишење
Аеробното дишење постои само откако елементарен кислород е достапен во атмосферата и во водата. Неговото формирање се враќа на првите фотосинтетички активни прокариоти, веројатно претходници на денешните цијанобактерии. Пред и во средина со сиромашно кислород, може да се одвива само анаеробно дишење.
Многу организми се способни за неколку видови здив. На пример Ешерихија коли живеат под анаеробни и аеробни услови. Другите организми совладуваат само еден вид дишење. Цицачите, во кои спаѓаат и луѓето, се задолжителни аероби, па затоа зависат од кислородот до крајот на животот.
За време на оксидацијата на високоенергетските соединенија (неоргански материи или органски материи како глукоза) се ослободуваат електрони во врзана форма. Овие обично се пренесуваат на приклучокот за приклучок на електрони (респираторен ланец) преку обично долг синџир на реакции на редокс, од кои енергијата се пренасочува за да се формира АТП. Последново е секогаш кислород во аеробно дишење; при анаеробно дишење, разни органски и неоргански супстанции се јавуваат како електронски прифаќачи.
Аеробно дишење
Кислородот е потребен за аеробно дишење. Како по правило, органските соединенија како што се јаглени хидрати или масни киселини се оксидираат и конечно се пренесуваат во О2 како терминален рецептор на електрони во респираторен ланец. Кога глукозата се користи како подлога, аеробното дишење произведува јаглерод диоксид и вода. Потенцијалот за редокс е 0 'е 0,82 V. Збирната равенка е:
$ \ mathrmO_6 + 6 \ O_2 \ longrightarrow 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O> $ Една молекула глукоза и шест молекули кислород стануваат шест молекули јаглерод диоксид и шест молекули вода
Покрај јаглехидратите, микроорганизмите можат да оксидираат и неоргански материи. На пример, Б. Acidianus ambivalens Сулфур во оксидација на сулфур според: [1]
Оксидацијата на амониум (NH4 +) е забележана кај некои археи. За време на ова аеробно дишење, амониумот се оксидира во нитрит (NO2 -):
Анаеробно дишење
Во анаеробното дишење, со кое управуваат само прокариоти, електроните добиени од оксидација на енергетски носач се пренесуваат на други надворешни, редуцирани подлоги наместо кислород. Ова не смее да се меша со форми на ферментација во кои електроните се пренесуваат во метаболичките крајни производи и со тоа не постои можност за фосфорилација на транспорт на електрони.
Различните анаеробни респираторни системи се класифицираат врз основа на супстратот „вдишен“ или метаболните крајни производи.
Само избор на анаеробни типови на дишење е вклучен во табелата (видете во главниот напис за повеќе):
| аеробно дишење | задолжителни и факултативни аероби (на пр. еукариоти) | O2 → H2O |
| Дишење со железо | факултативни аероби, задолжителни анаероби (на пр. Десулфуромонадалес) | Fe 3+ → Fe 2+ |
| Дишење со нитрати | факултативни аероби (на пр. Паракокус дентитрификанти, Ешерихија коли) | NO3 - → NO2 - |
| Фумарно дишење | факултативни аероби (на пр. Ешерихија коли) | Фумарат → сукцинат |
| Дишење на сулфат | облигациони анаероби (на пр. Десулфобактер латус) | SO4 2- → HS - |
| Дишење на тиосулфат | z Б. Фероглобус | H2S2O3 → 2 H2S |
| Метаногенеза (карбонатно дишење) | метаногени и облигациони анаероби (пр. г. Метанотрикс термофила) | СО2 → CH4 |
| Дишење со сулфур | факултативни аероби и облигациони анаероби (на пр. Desulfuromonadales) | S 0 → HS - |
| Дишење на арсенат | Пиробакулум | AsO4 2− → AsO3 - |
| Ацетогенеза (карбонатно дишење) | хомоацетогени и облигациони анаероби (на пр. Acetobacterium woodii) | СО2 → CH4 |
Белодробно дишење на 'рбетници
респираторен тракт
Кога дишете, воздухот се влева во вашето тело преку устата или носот. При вдишување преку нос, воздухот прво се чисти, навлажнува и се загрева од влакната на носот и мукозните мембрани. Здивот потоа поминува низ фаринксот, покрај ларинксот и гласните набори, во душникот. Душникот се разгранува во двете гранки на бронхиите, кои се разгрануваат понатаму и понатаму како бронхиоли. Во душникот, воздухот се чисти повторно со ситни цилии. На крајот на денот, алвеолите се наоѓаат во белите дробови, преку чија тенка мембрана кислородот поминува во крвните садови и, обратно, јаглерод диоксид се ослободува од крвта до белите дробови.
Механика на дишење на цицачи
Двете бели дробови ја исполнуваат спарената плеврална празнина во торакалната празнина, со исклучок на тесен јаз. Ова се зголемува со исправување на ребрата (дишење во градите) и повлекување на мускулната дијафрагма (абдоминално дишење). Бидејќи плевралниот простор исполнет со течност не го менува својот волумен, белите дробови треба да го следат ова проширување и да се полнат со воздух преку дишните патишта. Во тој процес, алвеолите се шират против напнатоста на површината. Течност слична на сапун (сурфактант) ја намалува оваа напнатост на површината, од една страна за ослободување на респираторните мускули и од друга страна за да се избегне колапс на помалите плускавци. Во исто време, еластичните влакна спречуваат претерано растегнување на веќе испружените меури (за нестабилност во врска со површинскиот напон, видете ја равенката Јанг-Лаплас). Регулирањето на бронхиоларниот дијаметар, исто така, придонесува за униформа вентилација на различни делови на белите дробови.
Кога издишувате, мускулите за дишење се релаксираат и белите дробови се собираат. Притисокот во плевралниот простор обично останува малку негативен. Експираторните помошни мускули се користат само за присилно издишување при физички напор, кога зборувате, пеете, кашлате или кога дишењето е тешко.
Контрола на здивот кај цицачи
Дишењето го контролира мозокот или центарот за дишење во издолжениот 'рбетниот мозок. Одлучувачки фактор тука е реакцијата на хеморецепторите на содржината на јаглерод диоксид во крвта. Ако ова надминува одредена вредност на прагот, стимулот за дишење започнува. Рецепторите кои реагираат на pH вредноста на артериската крв и недостаток на кислород се од второстепено значење како респираторни стимули.
Проширувањето на белите дробови се забележува и преку чувствителните влакна на вагусниот нерв. Ако ова надмине одредено ниво, дишењето е ограничено со рефлекс.
Мерења кај луѓето
Респираторна стапка
Просечниот број на вдишувања и издишувања по единица време (стапка на дишење) ѓ) е под услови на одмор
| Возрасни | 11-15 |
| Тинејџери | 16-19 |
| Училишно дете | 20-ти |
| мало дете | 25-ти |
| новороденче | 30-ти |
| Новороденче | 40-50 |
Волумен на плимата и осеката
Волуменот на плимата и осеката кај возрасно лице е околу 0,5 литри на одмор. [2]
Минутна вентилација
Волумен на респираторна минута $ V_> $ е збир од плима волумен $ V_> $ во рок од една минута, чиј број е еднаков на производот на респираторната стапка ѓ во минута, така:
Или сфатено како стапка:
Пример: 4200ml/min = 12/min x 350ml
Мртов простор
Волуменот на мртвиот простор $ V_ $ е количина на воздух што не е активно вклучена во размената на гасови, односно што „останува“ за време на дишењето во системот за спроводливост на гас (простор помеѓу устата и алвеолите). Кога возрасно лице дише околу 500 ml во мирување, мртвиот простор одговара на околу 30% од вкупниот волумен на плима. Кај возрасно лице, волуменот на мртвиот простор е околу 150-200 ml.
Притисок на здивот
Притисокот за дишење кај возрасните е нормално околу 50 mbar, со максимум околу 160 mbar.
Патолошки форми на дишење
| R06 | Нарушувања на дишењето | |
| R06.1 | Стридор | |
| R06.2 | Влечење дишење | |
| R06.3 | Периодично дишење | |
| R06.4 | Хипервентилација | |
| R06.5 | Дишење од уста | |
| Р06,6 | Singultus | |
| Р06,7 | Кивање | |
| Р06,8 | Други и неодредени нарушувања на дишењето | |
| МКБ-10 преку Интернет (верзија на СЗО 2011) | ||
Нарушувања на дишењето (патолошки форми на дишење) се наведени под МКБ-10 Симптоми кои влијаат на циркулаторниот и респираторниот систем кога R06 сумирани. (Следните примери служат првично само како работна основа!)
(Знаци на нарушување на централното дишење; дишење типично за повреда на мозокот (трауматска повреда на мозокот, погодено: мозочно стебло), зголемен интракранијален притисок или менингитис)
(Знаци на централно респираторно нарушување; дишење типично за повреда на мозокот (на пр. Трауматска повреда на мозокот, погодено: мозок)
- Хипервентилација; ексклузивна психогена хипервентилација!
- Дишење на Кусмаул (типично за дијабетична кетоацидоза; ова доведува до хипервентилација)
- Дишење од уста, 'рчење
- Синдром на опструктивна апнеја при спиење
- Дишејќи воздишка
- Дишење
- Икање; ексклузивен психоген синглус
- Стридор
Респираторна терапија
Клиничката респираторна терапија се занимава со болести и функционални нарушувања на белите дробови и гласните апарати.